CN101892022A - 一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法，属于胶粘剂技术领域，在常温下，通过将淀粉悬浮液氧化、催化干燥、交联和糊化后，再加入多功能悬浮剂和耐水增强剂制成。解决了淀粉粘合剂在循环使用过程中性能不稳定，易分层、易沉淀以及瓦楞纸板易返潮发软而导致纸板的粘结强度、边压强度下降的问题。是一种适用于瓦楞纸板生产线的成本低廉、生产工艺简单、不需加热、不受四季影响、反应时间短、干燥速度快、耐水、粘合力强的淀粉胶粘剂。

Description

一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法

技术领域：本发明属于胶粘剂技术领域，具体地说是一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法。

背景技术：瓦楞纸板用的胶粘剂，在禁止使用硅酸钠水溶液(俗称水玻璃胶)以后，大多使用是玉米、小麦或薯类制作的淀粉胶粘剂。配方的构成大体是淀粉、水、氢氧化钠、氧化剂和终止剂的混合液。通常依照二步法调制淀粉胶粘剂，就是先由载体(第一容器)将一定量的淀粉和水在氢氧化钠的作用下完全糊化(称为熟浆)，同时，在主体(第二容器)中投入一定量的淀粉和水充分搅拌使之混合(称为生浆)；在不断地搅拌下，将熟浆放入主体内，使生熟浆得到充分混合后，再放入贮存罐内(第三容器)，即制成淀粉胶粘剂成品。

淀粉胶粘剂在实际使用中存在的普遍问题是：胶粘剂制备过程需要蒸汽加热升温，能耗较高。淀粉粘合剂在循环使用过程中易变稀；性能不稳定导致贮放易分层、易沉淀而不能连续使用；生产的瓦楞纸板易返潮发软而导致纸板的粘结强度、边压强度下降。

发明内容：本发明的目的是针对已有淀粉胶粘剂存在的能耗高、性能不稳定、易吸湿返潮及干燥速度慢、粘合力差等技术问题，提供一种瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂及其制备方法。

本发明一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂，是在反应釜中用水将淀粉调成悬浮液，在淀粉悬浮液中，按比例加入辅料氧化剂、糊化剂、交联剂、悬浮剂、耐水增强剂、催化干燥剂和消泡剂，在常温下充分搅拌均匀，直至反应完全为止。

上述各成份重量份配比为：

淀粉90～110；水450～660；氧化剂0.4～2；糊化剂2～4；消泡剂0.03～0.05；交联剂1～1.5；悬浮剂4～6；耐水增强剂9～12；催化干燥剂5～7。

优选的各成份重量份配比为：

淀粉100  水550  氧化剂1.2  糊化剂3  消泡剂0.04  交联剂0.8悬浮剂5  耐水增强剂10  催化干燥剂6

本发明所述的淀粉为植物淀粉，如薯类淀粉或谷类淀粉；所述的水是洁净的自来水或经过处理的循环水；所述的氧化剂是指双氧水、浓度3％w/w、过氧化钠水溶液，浓度3％(w/w)或次氯酸钠水溶液，浓度3％(w/w)；所述的糊化剂是氢氧化钠；所述的交联剂是硼砂；所述的消泡剂是磷酸三丁酯；所述的催化干燥剂是高岭土和膨润土其中一种或两种的混合物；所述的耐水增强剂是指羟甲基乙烯脲树脂；所述的悬浮剂是指含聚乙烯醇15～25％(w/w)和醋酸乙烯酯10～15％(w/w)的水混液。

本发明一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的生产工艺流程为：

①淀粉悬浮液的制备；②加催化干燥剂；③氧化；④糊化；⑤交联；⑥改性；⑦消泡。

上述工艺流程的工艺步骤和工艺条件为：

①淀粉悬浮液的制备：在反应釜中加入200～300份重水，再加入淀粉90～110份重，搅拌均匀；

②加催化干燥剂：将催化干燥剂5～7份重加入淀粉悬浮液反应釜中搅拌均匀；

③氧化：将双氧水浓度3％(w/w)0.4～2份重加入上述反应釜中搅拌10～30分钟；

④糊化：将氢氧化钠溶液浓度20％(w/w)10～20份重加入上述反应釜中，搅拌20～60分钟；

⑤交联：将硼砂溶液浓度15％(w/w)7～10份重加入上述反应釜中，搅拌3～5分钟；

⑥改性：将剩余的水与悬浮剂4～6份及羟甲基乙烯脲树脂9～12份重同时加入上述反应釜中，搅拌10～20分钟；

⑦消泡：最后加入0.03～0.05份重消泡剂到上述反应釜中搅拌2～3分钟，即制成瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂。

本发明的技术效果：

1、本发明通过采用氧化剂、糊化剂、交联剂和催化干燥剂的作用，不仅加快了制胶过程中的化学反应，而且使淀粉胶粘剂制备过程不需要蒸汽加热升温，降低了能源消耗；2、本发明施胶后通过聚合物的作用加快了胶粘剂的结膜速度，缩短了纸箱干燥时间，增加纸板挺度；3、本发明悬浮剂的加入解决了长期以来淀粉胶粘剂易分层、易沉淀，循环使用变稀等问题，瓦楞纸板的粘结强度增加，是悬浮剂多种功能基团共同作用的结果。悬浮剂中，聚乙烯醇的分子链中既有亲水基团，也有增水基团，溶于水中后起到保护胶体作用，使水-胶体复合体吸附在淀粉颗粒上形成外壳，使淀粉小颗粒屏蔽起来，达到颗粒之间羟基的“隔离”作用，使分散体系稳定；醋酸乙烯酯抑制了玉米淀粉结构中-OH基团的缔合，使玉米淀粉易于在水中悬浮而不沉淀，凝沉稳定性得到明显改善，使胶液不分层，不变稀，贮存期胀。悬浮剂中有的组成还能与纸纤维极性基团通过配位键连结起来，在被粘物之间形成了较强的化学键力，悬浮剂与主体淀粉团粒同时渗入到纸纤维表面的空隙中，固化后产生机械嵌合力，能产生较大的物理粘合力，这样在被粘物之间获得了牢固的粘合。从而提高了瓦楞纸板的粘结强度；4、通过加入羟甲乙烯基脲解决了瓦楞纸板易返潮变软的问题，羟甲基乙烯脲用量的增加，瓦楞纸板的粘结强度、边压强度和耐水性能也增加，这是由于羟甲基乙烯脲树脂本身就是一种粘合剂，是有疏水性基团和亲水性基团的聚合物，有优良的成膜性、乳化性。其胶液对多孔性、吸水性表面(如纸张等)有强的粘结能力。在施胶过程中，可均匀地涂布在瓦楞楞峰上，在加热和后续干燥的过程中，可进一步缩合交联成复杂的网状体型结构的胶膜。这种胶膜具有很强的耐水性，且胶膜强度高、韧性好，使瓦楞纸板的综合性能得到提高。

综上所述，本发明产品是一种适用于瓦楞纸板生产线的成本低廉、生产工艺简单、不需加热、降低能源消耗、不分层、不沉淀、不变稀、贮存期长，不受四季影响，反应时间短、干燥速度快、粘合力强，增加纸板挺度、改善纸板质量的新型淀粉胶粘剂。

具体实施方式：实施例一、(1)配方：玉米淀粉100Kg、水500Kg、双氧水浓度3％(w/w)0.6Kg、氢氧化钠3Kg、磷酸三丁酯0.03Kg、硼砂1.5Kg、悬浮剂5Kg、羟甲基脲剂10Kg、高岭土2Kg、膨润土3Kg，共计626.13Kg，所指的悬浮剂是指含聚乙烯醇20％(w/w)和醋酸乙烯酯15％(w/w)的水混液。

(2)制备工艺：①在反应釜中加入300Kg水，开动搅拌器，再加入淀粉100Kg，搅拌均匀，制成淀粉悬浮液；②在淀粉悬浮液中加入高岭土2Kg、膨润土3Kg，搅拌均匀；③加入双氧水0.6Kg，浓度3％(w/w)，搅拌20分钟，对淀粉进行氧化反应；④将氢氧化钠溶液浓度20％(w/w)15Kg加入反应釜中，搅拌35分钟，进行糊化；⑤将硼砂溶液浓度15％(w/w)10Kg加入反应釜中，搅拌3分钟，进行交联反应，增强粘性；⑥将剩余的水与悬浮剂5Kg及羟甲基乙烯脲树脂10Kg同时加入反应釜中，搅拌15分钟。改善粘合剂的粘度，增加粘合剂的粘合力及纸板挺度，并使耐水性得到提高；⑦最后加入0.03Kg消泡剂搅拌3分钟，即得到一种低成本、高性能瓦楞纸板用冷制快干耐水胶粘剂。

本产品常温下一步法制胶，降低了能耗；解决了胶粘剂易分层、易沉淀、循环使用变稀的问题，瓦楞纸板耐水时间提高到4小时，制成的瓦楞纸板强度高、挺度好。

实施例二、(1)配方：马铃薯淀粉90Kg、水450Kg、双氧水0.5Kg、氢氧化钠2Kg、磷酸三丁酯0.04Kg、硼砂1Kg、悬浮剂4Kg、羟甲基脲剂12Kg、高岭土3Kg、膨润土4Kg，共计566.54Kg，所指的悬浮剂是指含聚乙烯醇20％(w/w)和醋酸乙烯酯15％(w/w)的水溶液。

(2)制备工艺：①在反应釜中加入400Kg水，开动搅拌器，再加入淀粉90Kg，搅拌均匀，制成淀粉悬浮液；②在淀粉悬浮液中加入高岭土3Kg、膨润土4Kg，搅拌均匀；③加入双氧水浓度3％(w/w)0.5Kg，搅拌25分钟，对淀粉进行氧化反应；④将氢氧化钠溶液浓度20％(w/w)10Kg加入反应釜中，搅拌40分钟，进行糊化；⑤将硼砂溶液浓度10％(w/w)10Kg加入反应釜中，搅拌5分钟，进行交联反应，增强粘性；⑥将剩余的水与悬浮剂4Kg及羟甲基乙烯脲12Kg同时加入反应釜中，搅拌20分钟。改善粘合剂的粘度，增加粘合剂的粘合力及纸板挺度，并使耐水性得到提高；⑦最后加入0.05Kg消泡剂搅拌5分钟，即得到一种低成本、高性能瓦楞纸板用冷制快干耐水胶粘剂。

实施例三、(1)配方：玉米淀粉100Kg、水550Kg、氧化剂双氧水浓度3％(w/w)1.2Kg、糊膨剂氢氧化钠3Kg、消泡剂磷酸三丁酯0.04Kg、交联剂硼砂0.8Kg、悬浮剂5Kg、耐水增强剂羟甲基乙烯脲树脂10Kg、催化干燥剂高岭土3Kg、膨润土3Kg，共计671.04Kg。

(2)制备工艺：①在反应釜中加入300Kg水，开动搅拌器，再加入淀粉100Kg，搅拌均匀，制成淀粉悬浮液；②在淀粉悬浮液中加入高岭土2Kg、膨润土3Kg，搅拌均匀；③加入双氧水0.6Kg，浓度3％(w/w)。搅拌20分钟，对淀粉进行氧化反应；④将氢氧化钠溶液浓度20％(w/w)15Kg加入反应釜中，搅拌35分钟，进行糊化；⑤将硼砂溶液浓度15％(w/w)5.3Kg加入反应釜中，搅拌3分钟，进行交联反应，增强粘性；⑥将剩余的水与悬浮剂5Kg及羟甲基乙烯脲树脂10Kg同时加入反应釜中，搅拌15分钟。改善粘合剂的粘度，增加粘合剂的粘合力及纸板挺度，并使耐水性得到提高；⑦最后加入0.03Kg消泡剂搅拌3分钟，即得到一种低成本、高性能瓦楞纸板用冷制快干耐水胶粘剂。

本产品常温下一步法制胶，降低了能耗；解决了胶粘剂易分层、易沉淀、循环使用变稀的问题，瓦楞纸板耐水时间提高到4小时，制成的瓦楞纸板强度高、挺度好。

本发明实施例是对本发明的具体的说明，不是对本发明的限制，

任何与本发明实质等同的修改，均属本发明请求保护范围。

Claims (8)

1.一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂，其特征在于：在反应釜中用水将淀粉调成悬浮液，在淀粉悬浮液中，按比例加入辅料氧化剂、糊化剂、交联剂、悬浮剂、耐水增强剂、催化干燥剂和消泡剂，在常温下充分搅拌均匀，直至反应完全为止。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂，其特征在于：各成份重量份配比为：

淀粉90～110；水450～660；氧化剂0.4～2；糊化剂2～4；消泡剂0.03～0.05；交联剂1～1.5；悬浮剂4～6；耐水增强剂9～12；催化干燥剂5～7。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂，其特征在于：各成份重量份配比为：

淀粉100  水550  氧化剂1.2  糊化剂3  消泡剂0.04  交联剂0.8悬浮剂5  耐水增强剂10  催化干燥剂6。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂，其特征在于：

①所述的淀粉为植物淀粉，如薯类淀粉或谷类淀粉；

②所述的水是洁净的自来水或经过处理的循环水；

③所述的氧化剂是指双氧水、浓度3％w/w、过氧化钠水溶液，浓度3％(w/w)或次氯酸钠水溶液，浓度3％(w/w)；

④所述的糊化剂是氢氧化钠；

⑤所述的交联剂是硼砂； 

⑥所述的消泡剂是磷酸三丁酯；

⑦所述的催化干燥剂是高岭土和膨润土其中一种或两种的混合物；

⑧所述的耐水增强剂是指羟甲基乙烯脲树脂；

⑨所述的悬浮剂是指含聚乙烯醇15～25％(w/w)和醋酸乙烯酯10～15％(w/w)的水混液。

5.按照权利要求1或2或3所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法，其特征在于工艺流程为：

①淀粉悬浮液的制备；②加催化干燥剂；③氧化；④糊化；⑤交联；⑥改性；⑦消泡。

6.根据权利要求5所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法，其特征在于：工艺步骤和工艺条件为：

①淀粉悬浮液的制备：在反应釜中加入200～300份重水，再加入淀粉90～110份重，搅拌均匀；

②加催化干燥剂：将催化干燥剂5～7份重加入淀粉悬浮液反应釜中搅拌均匀；

③氧化：将双氧水浓度3％(w/w)0.4～2份重加入淀粉悬浮液的反应釜中搅拌10～30分钟；

④糊化：将氢氧化钠溶液浓度20％(w/w)10～20份重加入上述反应釜中，搅拌20～60分钟；

⑤交联：将硼砂溶液浓度15％(w/w)7～10份重加入上述反应釜中，搅拌3～5分钟；

⑥改性：将剩余的水与悬浮剂4～6份及羟甲基乙烯脲树脂9～12份重同时加入上述反应釜中，搅拌10～20分钟； 

⑦消泡：最后加入0.03～0.05份重消泡剂到上述反应釜中搅拌2～3分钟，即制成瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂。

7.按照权利要求4所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法，其特征在于工艺流程为：

①淀粉悬浮液的制备；②加催化干燥剂；③氧化；④糊化；⑤交联；⑥改性；⑦消泡。

8.根据权利要求7所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法，其特征在于：工艺步骤和工艺条件为：

①淀粉悬浮液的制备：在反应釜中加入200～300份重水，再加入淀粉90～110份重，搅拌均匀；

②加催化干燥剂：将催化干燥剂5～7份重加入淀粉悬浮液反应釜中搅拌均匀；

③氧化：将双氧水浓度3％(w/w)0.4～2份重加入淀粉悬浮液的反应釜中搅拌10～30分钟；

④糊化：将氢氧化钠溶液浓度20％(w/w)10～20份重加入上述反应釜中，搅拌20～60分钟；

⑤交联：将硼砂溶液浓度15％(w/w)7～10份重加入上述反应釜中，搅拌3～5分钟；

⑥改性：将剩余的水与悬浮剂4～6份及羟甲基乙烯脲树脂9～12份重同时加入上述反应釜中，搅拌10～20分钟；

⑦消泡：最后加入0.03～0.05份重消泡剂到上述反应釜中搅拌2～3分钟，即制成瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂。